[發(fā)明專利]枇杷花器官發(fā)育相關轉錄因子EjPI蛋白及其編碼基因與應用

有效

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• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110372782B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 夏燕;梁國魯;陳薇薇;石敏;景丹龍;郭啟高;吳頔;王淑明
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/02;A01H6/20
• 代理公司: 北京智為時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

本發(fā)明屬于植物分子生物學領域，具體涉及一個枇杷花器官發(fā)育相關轉錄因子基因EjPI及其應用。EjPI基因的cDNA序列全長如SEQ ID NO.1所示，其編碼蛋白質的氨基酸序列，如SEQ ID NO.2所示。本發(fā)明的EjPI基因僅在花瓣、花絲和花藥中表達，而在萼片和雌蕊中不表達。通過農桿菌介導的花序浸染法將EjPI基因過表達載體轉入野生型擬南芥和pi?1突變體。結果顯示，野生型擬南芥中過量表達EjPI基因，能使擬南芥的萼片瓣化，并張開；擬南芥pi?1突變體中過量表達EjPI基因，能恢復花瓣和雄蕊。利用EjPI基因過表達載體獲得的轉基因植物材料，能使被子植物的野生型出現(xiàn)萼片瓣化，可用于重瓣花育種；使植物pi突變體恢復花瓣和雄蕊，有效地完成生殖過程。該基因可用于植物重瓣花改造進而提高觀賞性，以及恢復雄蕊器官進行雜交育種，具有良好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于植物分子生物學領域，具體涉及一個枇杷EjPI蛋白、其編碼基因和應用。

背景技術

枇杷(Eriobotrya japonica)是薔薇科蘋果亞科枇杷屬，分布較廣的一種重要的常綠果樹。開花是枇杷生命周期中最重要的事件之一。與大多數(shù)果樹的花發(fā)育模式不同，枇杷花器官在夏季開始出現(xiàn)分化和發(fā)育，在秋季和初冬開花。在枇杷的花發(fā)育過程中，其頂端分生組織不斷生長成一個圓錐花序，進而分化出花器官，接著花器官發(fā)育過程受到環(huán)境和內源基因的復雜網絡調控。因此，對枇杷花器官發(fā)育研究有助于更好地了解薔薇科的花器官發(fā)育過程。

在被子植物花器官發(fā)育過程中，PISTILLATA(PI)同源基因是調控花瓣和雄蕊發(fā)育的關鍵B類MADS-box轉錄因子。PI同源基因在不同被子植物類群花器官發(fā)育中表現(xiàn)出不同的表達模式。在模式植物擬南芥和金魚草中，PI同源基因均在花瓣和雄蕊中表達。在薔薇科植物太行花中，TrPI基因在營養(yǎng)和生殖器官中均有表達，并且在花瓣和雄蕊中表達量較高。在核心真雙子葉植物的夏堇和煙草中，PI同源基因在花瓣和雄蕊中表達。但是，在基部被子植物紅花玉蘭中，MawuPI主要在花被和雄蕊中表達；在毛茛科和馬兜鈴科這兩個基部植物中，其PI同源基因分別在萼片、花瓣和雄蕊中表達；在基部被子植物花菱草中，EScaGLO基因在花瓣和雄蕊中表達。在單子葉植物麝香百合中，其PI同源基因LMADS8只在花芽分化早期的雄蕊中表達，然后擴散到外輪和內輪花被中表達。目前，有關枇杷PI同源基因調控花器官發(fā)育的研究尚無報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供枇杷EjPI蛋白及其編碼基因與應用。

首先，本發(fā)明提供枇杷EjPI蛋白，其為：

1)由SEQ ID No.2所示的氨基酸組成的蛋白質；或

2)在SEQ ID No.2所示的氨基酸序列中經取代、缺失或添加一個或幾個氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白質，其中，所述的由1)衍生的蛋白質包括MADS結構域、I結構域、K結構域、C末端結構域以及C末端結構域的1個特異的PI基序。

本發(fā)明還提供編碼所述的枇杷EjPI蛋白的基因。

所述基因的序列如SEQ ID No.1所示。

本發(fā)明還提供含有所述基因的過表達載體，宿主細胞和工程菌。

本發(fā)明還提供所述基因在調控被子植物花瓣、花絲和花藥的形成和發(fā)育的用途。。

在本發(fā)明一個實施方案中，將所述EjPI基因轉入被子植物基因組中，并在轉基因植物野生型中超量表達，能使萼片瓣化，并張開；或者，在pi-1突變的轉基因植物中過表達，恢復花瓣和雄蕊，并完成生殖過程。

本發(fā)明還提供一種轉基因植株的構建方法，采用農桿菌介導的方法，將含有所述基因的過表達載體轉入植物基因組中，篩選獲得轉基因植株。

其中，所述的轉基因植株與野生型相比，其萼片邊緣變白，并張開，出現(xiàn)萼片瓣化；與轉基因的突變體與未轉基因的突變體相比，能恢復花瓣和雄蕊器官。